JPH04188801A - チップ型正特性サーミスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チップ部品として構成された正特性サーミス
タに関し、特に、電極構造が改良されたチップ型正特性
サーミスタに関する。

〔従来の技術〕

従来より、第５図に示すチップ型正特性サーミスタが公
知である。チップ型正特性サーミスタ１は、半導体化さ
れたチタン酸バリウム系セラミックスのような正の抵抗
温度特性を示す材料により構成された正特性サーミスタ
素体２の両端面を覆うように電極３．４を形成した構造
を有する。電極３．４は、それぞれ、Ｎｉを主体とする
材料により構成された下層３ａ、４ａと、Ａｇを主体と
する材料で構成された上層３ｂ、４ｂとを有する。

電極３．４の形成は、従来、以下のようにして行われて
いた。まず、正特性サーミスタ素体２の外表面に、無電
解めっき法によりＮｉをめっきし、しかる後不要部分の
Ｎｉ層を除去することにより、下層３ａ、４ａを形成す
る。次に、下層３ａ９４ａ上に、Ａｇを主体とする導電
ペーストを塗布し、焼き付けることにより、Ａｇを主体
とする上層３ｂ、４ｂを形成していた。

下層３ａ、４ａをＮｉを主体とする材料で形成している
のは、電極３．４が、正特性サーミスタ素体２の外表面
に対してオーミック接触されねばならないからである。

また、Ｎｉを主体とする下層３ａ、４ａ上に、Ａｇを主
体とする上層３ｂ。

４ｂを形成しているのは、はんだ付は性を高めるためで
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、Ａｇを焼き付けるに際し、下層３ａ、４
ａを構成しているＮｉの酸化が進行し、該Ｎｉよりなる
下層３ａ、４ａのはんだ付は性能、　　が低下しがちで
あった。その結果、はんだ付けに際し、上層３ｂ、４ｂ
中のＡｇのはんだ喰われ現象が甚だしい場合には、下層
のＮｉのはんだ付は性か低下しているため、チップ型正
特性サーミスタ１と実装基板上の実装部分との間の接合
強度か低下するという問題があった。

すなわち、チップ型正特性サーミスタ１を実装基板上に
確実に実装することができなかったり、あるいは実装し
得たとしても、実装基板が撓んだりした場合等において
実装基板から容易に外れ落ちることがあった。

上記のように、従来のチップ型正特性サーミスタ１では
、はんだ付は性が充分でないため、フローはんだ付は法
により実装基板上に実装することができず、またリフロ
ーはんだ付は法においてもはんだ付は温度、時間及びフ
ラックス等の設定に多大の注意を払わねばならなかった
。

本発明の目的は、はんだ耐熱性すなわち耐はんだ喰われ
性に優れており、かつ種々のはんだ付は方法により実装
基板等に確実に実装することが可能な構造を備えたチッ
プ型正特性サーミスタを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、正特性サーミスタ素体と、該サーミスタ素体
の表面に形成された一対の電極とを備えるチップ型正特
性サーミスタであって、下記の構造の電極を有すること
を特徴とする。

すなわち、本発明のチップ型正特性サーミスタでは、電
極は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＺｎもしくはＡｉまたはこれ
らのうちの少なくとも２種を主体とする材料により構成
された第１の電極層と、第１の電極層よりも外側表面側
に形成されており、Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を主
体とし、但し、第１の電極層がＮｉを主体としている場
合には、Ｎｉ及びＣｕまたはＣｕを主体とする材料で構
成されている第２の電極層とを備えることを特徴とする
。

好ましくは、第２の電極層表面には、はんだ付は性を高
めるためにはんだコーティング層が形成される。

さらに、第２の電極層上に、はんだ付は性を高めるため
に、Ａｇを主体とする電極層が形成されていてもよい。

この場合においても、Ａｇ層上に、さらにはんだコーテ
ィング層を形成することにより、より一層はんだ付は性
を高めることができる。

〔作用〕

本発明において、第１の電極層を、上記特定の材料によ
り構成しているのは、正特性サーミスタ素体に対して電
極をオーミック接触で接触さｉるためである。すなわち
、正特性サーミスタにおいては、正特性サーミスタ素体
に対してオーミック接触により接触する材料で電極を形
成する必要があるが、そのために、上記のようなＴｉ、
Ｃｒ、Ｎｉ、ＺｎもしくはＡＩまたはこれらのうちの少
なくとも２種を主体とする材料で、第１の電極層が形成
されている。

また、本発明において、第１の電極層よりも外側表面側
に形成された第２の電極層を、上記特定の材料で構成し
ているのは、Ｎｉ及びＣｕが、はんだ耐熱性すなわち耐
はんだ喰われ性において優れているからである。

すなわち、本発明は、上層すなわち第２の電極層として
、はんだ付は性及び耐はんだ喰われ性に優れたＮｉもし
くはＣｕまたはこれらの合金を用いることにより、正特
性サーミスタの電極のはんだ耐熱性及びはんだ付は性を
高めたことに特徴を有するものである。

なお、第１の電極層の膜厚は、オーミック接触の得られ
る限り任意であり、特に限定はされないが、通常は、０
．０１μｍ〜５，０μｍの範囲の厚みに形成される。

また、第２の電極層についても、必要とするはんだ耐熱
性によって膜厚は適宜変更されるため、特に限定はされ
ない。通常は、０．０５〜５０μｍ程度の厚みに形成さ
れる。

また、はんだ付は性を高めるだめのＡｇ層及びはんだコ
ーティング層においても、所望とするはんだ付は性に応
じて適宜の膜厚に形成される。通常、Ａｇ層は、０，０
５〜３．０μｍ程度の厚みに形成される。

本　明のチップ型正特性サーミスタにおける電極１底万
里 本発明のチップ型正特性サーミスタにおいて、上記第１
．第２の電極層を含む電極は、例えば以下の方法により
形成される。

まず、第１の電極層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎもしく
はＡｉまたはこれらのうちの２種以上を主体とする材料
を正特性サーミスタ素体表面にスパッタリング、蒸着ま
たは溶射等により付与することにより形成される。

同様に、第２の電極層についても、スパッタリング、蒸
着または溶射により形成されるが、好ましくは、第１の
電極層と同一方法により連続的に形成される。例えば、
第１の電極層をスパッタリングにより形成した後に、同
一のスパッタリング装置を用いて続いて第２の電極層を
形成すれば第１の電極層を構成している金属成分の酸化
が進行する前に、第２の電極層を形成することができる
。

〔実施例の説明〕

以下、実施例及び比較例を説明することにより本発明を
明らかにする。

寒凰λ上 まず、正特性サーミスタ素体として、半導体化されたチ
タン酸バリウム系セラミックスよりなる長さ３．１１１
１ｏ］×幅１．６ｍｍＸ厚み１．０ａｏｎのものを用意
した。次に、正特性サーミスタ素体の両端面を覆うよう
に、スパッタリングにより、０．２μｍの厚みのＴｉ膜
（第１の電極層）を形成した。続いて、第２の電極層と
して、Ｔｉｌ！よりなる第１の電極層上に、Ｎｉを１．
０μｍの厚みに製膜して、チップ型正特性サーミスタを
得た。

Ｓｎ及びＰｂを重量比で６０：４０の割合て含み、かつ
２７０±５℃の温度にされた噴流はんだを用意しくフラ
ックスは塩素０．２］！Ｅ量％含有ロジン系フラックス
）、該噴流はんだ中に、得られたチップ型正特性サーミ
スタを１０秒間浸漬し、はんだ耐熱性を評価した。

その結果、電極外表面の全面にはんだが確実に付着され
ており、かつはんだ喰われ現象は認められなかった。

１較■ 実施例１で用いたのと同一の正特性サーミスタ素体の表
面に、無電解めっき法により、１μｍの厚みのＮｉ膜を
析出させ、不要部分のＮｉ膜を除去した。次に、Ｎｉ膜
上に、Ａｇ含有導電ペーストを注布し、焼き付けた。焼
き付けの条件は、最高温度域が７００±１０°Ｃであり
、焼付時間は１０分間とした。

Ａｇを焼き付けて電極が形成された正特性サーミスタ素
体において、焼付後のＡｇ膜の厚みを蛍光Ｘ線法で測定
しｔ；ところ、２５μｍであった。

上記のようにして得られた比較例のチップ型正特性サー
ミスタについても、実施例と同様にしてはんだ耐熱性の
評価を行った。その結果、比較例では、電極面にはんだ
が斑点状付着していたに過ぎなかった。また、電極表面
の大半において、かなりのはんだ喰われ現象が見られた
。

上記実施例１及び比較例の正特性サーミスタにおけるは
んだ耐熱性の評価から明らかなように、実施例１の正特
性サーミスタでは、噴流はんだが確実に電極表面に付着
され、かつはんだ喰われ現象が生じず、すなわちはんだ
耐熱性においても優れていることがわかる。

大藁透１ 実施例１で得られたチップ型正特性サーミスタでは、電
極の外表面はＮｉ膜のままである。そのため、時間の経
過と共に、ＮｉＨの酸化によりはんだ付は性が低下する
おそれがある。そこて、実施例１の正特性サーミスタに
おいてＮｉ膜を形成した後に、引き続いてＳｎ及びＰｂ
を６０＋４０で含有し、かつ２５０±５℃の温度の溶融
はんだ中に、３秒間浸漬し、はんだコーティング層を形
成した。なお、溶融はんだ中のフラックスは、塩素０．
２１ｉ量％含有ロジン系フラックスである。

このようにして得られた実施例２のチップ型正特性サー
ミスタを、第」図及び第２図に示す。第１図において、
正特性サーミスタ１１は、正特性サーミスタ１２の両端
面を覆うように電極１３゜１４を形成した構造を有する
。電極１３．１４において、１３ａ、４４ａがＴｉより
なる第１の電極層を、１３ｂ、１４ｂがＮｉよりなる第
２の電極層を、１３ｃ、１４ｃがはんだコーティング層
を示す。

上記のようにして得られた実施例２のチップ型正特性サ
ーミスタを、第１図に示すように、実装基板１５上の電
極１５ａ、１５ｂにクリームはんだを用いてはんだ付け
し、はんだ付は性すなわちはんだの濡れ性を調べた。第
１図に３いて、Ｊ６ａ、１６ｂは付着したクリームはん
だを示す。

比較のために、実施例１で用意したチップ型正特性サー
ミスタ１０についても、同様に実装基板１５上の電極１
５ａ、１５ｂ上にクリームはんだを用いて、はんだ付け
した。結果を第３図に断面図で示す。なお、第３図にお
いて、１７．１８は電極を示す。

第３図及び第１図を比較すれば明らかなように、はんだ
コーティング層が設けられた実施例２のチップ型正特性
サーミスタでは、クリームはんだ１６ａ、１６ｂが電極
１３．１４の上方まで付着しているのに対し、実施例１
のチップ型正特性サーミスタ１０では、はんだコーティ
ング層が設けられていないため、クリームはんだ１６ａ
、１６ｂが電極１７．１８の下方部分においてのみ付着
していることがわかる。

なお、実施例２のチップ型正特性サーミスタ１１では、
スパッタリングによりＮｊからなる第２の電極層１３ｂ
、１４ｂを形成した後、直ちにはんだコーティング層を
設けたか、これに代えて、Ｎｉよりなる第２の電極層表
面に０．５μｍの厚みのＡｇ層を形成してもよい。この
ように、Ｎｉよりなる第２の電極層１３ｂ、１４ｂの表
面をＡｇによりコーティングすることにより、Ｎｉより
なる第２の電極層１３ｂ、１４ｂの表面の酸化を防止す
ることができ、Ｎｉ層のはんだ付は性を確保することが
できる。

また、より好ましくは、上記のようにＡｇ層を表面に形
成した後に、さらにその表面にはんだ濡れ性を高めるた
めに、はんだコーティング層を形成してもよい。このよ
うに表面にはんだコーティング層をさらに形成すること
により、リフローはんだ法によるはんだ付けに際し、Ａ
ｇのマイグレーションを防止することも可能となる。

なお、第１図及び第２図に示したチップ型正特性サーミ
スタ１１では、矩形の正特性サーミスタ素体１２を用い
てチップ型正特性サーミスタを構成したが、本発明は、
電極構造に特徴を有するものであり、正特性サーミスタ
素体の形状は、図示のものに限定されない。例えば、円
板状の正特性サーミスタ素体等の他の形状の正特性サー
ミスタ素体を用いたチップ型正特性サーミスタにも本発
明を適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上述した特定の材料よりなる第１．第
２の電極層により電極が構成されているため、チップ型
正特性サーミスタにおいて電極のはんだ耐熱性すなわち
耐はんだ喰われ性が飛躍的に高められ、従ってリフロー
はんだ付は法及びフローはんだ付は法のいずれにおいて
も実装基板上に確実に実装可能なチップ型正特性サーミ
スタを提供することが可能となる。

また、第２の電極層表面に、はんだコーティング層を設
けることによりはんだの濡れ性を高めることができ、そ
れによってはんだ付は性を高めることができる。

さらに、第２の電極層表面にＡｇ層を形成した場合には
、第２の電極層の表面における酸化の進行を防止するこ
とができ、それによって第２の電極層のはんだ付は性の
低下を防止することもできる。

また、Ａｇ層上に、さらにはんだコーティング層を設け
ることにより、第２の電極層のはんだ付は性の低下を防
止するだけでなく、はんだ濡れ性を高めることにより、
はんだ付は性をより一層高めることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、実施例２で用意されたチップ型正
特性サーミスタの断面図及び斜視図、第３図は実施例１
で用意したチップ型正特性サーミスタの実装状態の一例
を示す断面図、第１図は実施例２で用意したチップ型正
特性サーミスタの実装状態の一例を示す断面図、第５図
は従来のチップ型正特性サーミスタを示す断面図である
。 図において、１１はチップ型正特性サーミスタ、１２は
正特性サーミスタ素体、１３．１４は電極、１３ａ、１
４ａは第１の電極層、１３ｂ、１４．ｂは第２の電極層
、１３ｃ、１４ｃははんだコーティング層を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）正特性サーミスタ素体と、該正特性サーミスタ素
   体上に形成された一対の電極とを備え、前記電極が、Ｔ
   ｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＺｎもしくはＡｌまたはこれらのうち
   の２種以上を主体とする材料により構成された第１の電
   極層と、 前記第１の電極層よりも外表面側に形成されており、Ｎ
   ｉ及びＣｕの少なくとも１種を主体とし、但し、第１の
   電極層がＮｉを主体とする材料の場合にはＮｉ及びＣｕ
   またはＣｕを主体とする材料により構成された第２の電
   極層とを有することを特徴とする、チップ型正特性サー
   ミスタ。
2. （２）前記電極の第２の電極層表面にはんだコーティン
   グ層がさらに形成されている、請求項１に記載のチップ
   型正特性サーミスタ。
3. （３）前記第２の電極層上にＡｇ層がさらに形成されて
   いる、請求項１に記載のチップ型正特性サーミスタ。
4. （４）前記Ａｇ層の表面にはんだコーティング層がさら
   に形成されている、請求項３に記載のチップ型正特性サ
   ーミスタ。